JPS58114792A - 廃水の好気性生物学的処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、廃水の好気性生物学的処理装置に関し、詳細
には、好気的条件下で生物膜を利用し廃水の生物学的浄
化を行なう廃水鵡理装置に関するものである。

窒素化合物や他の有機物を含む有機質汚水の浄化には、
一般に生物学的方法が利用されている。

生物学的方法では有機物特にＢＯＤａ分が黴生瞼によっ
て酸化除去される。即ちアンモニア性窪素は好気性条件
下で硝化曹によって硝酸性窒素或いは亜硝酸性窒素に酸
化（硝化ンされた後、嫌気性条件下で脱窒菌の作用を受
は窒素ガスに還元（脱窒）除去される。

ところで好気性条件下でＢＯＤ成分の除去及び硝化を行
なう生物学的地理法としては、浮遊汚泥による活性汚泥
法が知られてい゛る。この方法では処理水と浮遊汚泥を
処理槽に入れ＠気下に両者を接触させて酸化を行なった
後、混合物を沈降槽に移し、汚泥を沈降分離す葛、上澄
液はそのまま排出するか或いは次の処理槽に導入し、沈
降した汚泥は引抜いて一部は元の処理槽に戻して再使用
し、残りは余剰汚泥として廃粂する。この方法では地理
速度が極めて遅く長時間を豐する為、大量の廃水を処理
対象とする場門は大容量の設備が必要となる。またいわ
ゆるバルキングと称される現象を起こして汚泥の沈降が
悪くなり、汚泥が処理水と共に流出して処理水質が低下
し、ひどい場合には処理槽内の汚泥が無くなって生物学
的処理自体が進行しなくなるという問題もある。しかも
酸素吸収効率が低いから好気電性を維持する為には大量
の空気を吹込まなければならず、動力費がかさむという
問題も指摘されている。

他方、前記活性汚泥流以外の生物学的処理法として生物
膜方式があり、これに属する方法としては散水Ｐ床法、
浸漬Ｐ床法、回転円板法等がある。

これらの方法は、処―槽内に充填されたプラスチック製
充填物、ハニカムチニープ、固体粒子或いは円板等の充
填物表面、く微生物膜を形成し、これによって廃水を浄
化する方法であり、活性汚泥法の様に汚泥を返送する必
要がなく、且つバルキングを生じないから維持管理が容
易である等の利点がある。しかしこれらの方法には、■
槽容積轟りの生物膜面積が比較的小さく処理能力が低い
、■被処理水中のＳＳ成分及び生物膜媒体より飼−した
微生物膜が処理水と共に槽外へ流出する為、別途固液分
離操作が必要になる、等の欠点がある。

本発明者等は上記の様な事情に着目し、生物膜方式で指
摘されている処理能力の低さ及び処理水質の悪さ等を解
決すべく新党を行なった結果、第１．２図に示す様な装
置を使用することによって上記の目的が達成されること
を知り、先に特許出願を行なった。

即ち第１！！！０は先願発明に係る処理装置の概略断面
図、第２ｖＡは要部破断見取り図で、処理槽１の底部に
は処理水を集めるだけでなく逆洗水及び曝気用空気を処
理槽ｌ全体に分散させる為の集水・空気導入装置５が配
置され、その上部には支持層４が、又更にその上方には
充填層３が配置されている。充填層３には、生物膜を付
着させる為の黴細な固形粒子と、骸粒子よりも相轟大き
な充填材とが均一に混合充填されている。そして処理槽
ｌの底部適所には淵部１４が形成されて奢り、その下方
壁面Ｋ１６ｍ水排出口１５を設けると共に、集　　　　
　１゜水・空気導入装置５へ空気を供給する為の空気配
管７を設ける。尚第１図のｌＯは充填層３を逆洗すると
舎に使用する逆洗ポンプ、１３はパルプを示し、１１は
逆洗水の排出管路を示す。

この装置による廃水処理手順は次に説明する通りである
。

まずＲＯＤ成分や窒素成分等を含む廃水を原水配管２か
ら処理槽ｌ内へ流入させると共に、配管７から集水・空
気導入装置５を通して空気を槽１内に送り込み、充填層
３を好気性雰囲気にする。

廃水が充填層３を通過する過程で固体粒子の表面に廃水
中のＢＯＤ成分等が付着生育し、ＢＯＤ成分酸化菌や硝
化菌等の好気性微生物が増殖され、順次充填ＪＩ３を流
下してくる廃水中のＲＯＤ成分等は上記好気性微生物膜
の作用で分解除去きれ、アンモニア性窒素や有機性窒素
はＮｏ、−ＮやＮＯ。

−Ｎ　ｔで酸化される。この様にして浄化された処理水
は、集水・空気導入装置５及び排出口１５を経て取り出
される。

尚、充填層３に微細な固形粒子のみを充填した場合には
微生物膜の有効面積を大きくすることができるので脱落
微生物膜の濾過効率も高いが、充填層３の空隙率が小さ
い為に空気が充填層全体を均等に上昇せず、局部的に嫌
気性雰囲気が形成されて浄化効率が低下する他、充填層
内の目詰りが起こり易いので逆流を、Ｒ繁に行なう必要
がある。

これに対し微細な固形粒子と粗大な充填材ぶの均一混合
物を充填材料として使用すると、十分な表面積を確保し
つつ充填層の空＠率を高めることが　。

で命、廃水と空気の短絡流が防止されて嫌気性雰囲気の
形成が阻止されると共に気泡の成長も防止されるから、
処Ｉｌ効率が高まる。しかもこの充填層は目詰りを起こ
し難いので逆洗回数を減少し得ると共に逆洗効率も高め
ることができる、等の特徴を得ることができる。

ところで、この様な先願発明の方法では、処理槽１の水
位と流出水位との水頭差によって廃水が充填層内を流下
するが、処理時間が経過するにつれて充填Ｍ３内の目詰
りが進行して損失水頭が増大し槽１内の水位が上昇する
ので、処理槽ｌを高くして充填層３の上部に充填層３と
同ｌｉＡ度の高さの空間を設けるのが一般的である。従
ってこの空間を有効利用すれば、先願発明で得られる処
理効率を更に高め得ると考えられる。

本発明は上記の着想を生かし、先願発明で充填層の１万
に形成される空間を有効に活用して熟思効率を高めるべ
く更に研究の結果完成されたものであって、その構成は
、処Ｓ柵の上部に廃水導入部、下部に熟鳳水排出部を設
けた廃水の生物学的ＩＩ＆ｌｌ装置であって、絶層槽内
には上部から充填材層、充＊＊１と固形粒子との混合充
填層及び支持層を順次形成すると共に、諌支持層の下側
には旭履水集水装置及び空気導入装置を設けてなり、ｍ
形粒子として粒径がα２〜１０腸のものを、充填材とし
て該固形粒子よりも十分に大会な粒径のものを夫々使用
したところに要旨が存在する。

本発明では、第１．２図で説明した先願発明に係る装置
の充填層上部に形成される空間に比較的粗大な充填材を
装入し、この部分でも散水Ｐ床や浸漬Ｐ床と同様のＪ［
理で廃水の浄化を行ない、その下部に位置する充填層（
Ｓ合充填層］における負荷を低減すると共にＪｌａｌＩ
効率を高めたものて、先願発明の特徴を更に増進してい
る。

以下実施例を示す図面に基づいて本発明の構成及び作用
効果を説明するが、下記は代表例であって本発明を限定
する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る
範囲で錫層槽本体の形状や構造を変更したり、集水装置
や空気導入装置の構成、６充填層の厚さ、或いは旭理水
等の配管を変更する仁とは自白であり、それらはすべて
本発明技術の範囲に富まれる。

′ｓ３図は本発明の実施例を示す概略縦断面説明図で、
基本的な構成はｊｉｌ、２図に示した先願発明の装置と
同一である。ルち縦長の処理槽１１こは最下端部に淵部
を形成して旭塩水排出口１５及び曝気用９気配管７を設
けると共に、底面に集水・空気導入装置５を敷設し、そ
の上に支持層４を形成する。そして該支持７１１４の上
に、微細な固形粒子と粗大な充填材の均一混合物からな
る混合充填層８を形成するか、ここで使用する同形粒子
の粒径は０．２〜ｌｏｗの範囲のものを選択すべきであ
り、また充填材は鋏固形粒子よりも十分大きな粒径のも
のを使用する。しかして固形粒子の粒径を前述の範囲に
定めた理由は、空気の拡散性、微生物膜の有効表面積、
熟思効率、濾過効果等を同時に満足させる為であり、０
．２−未満の微細物では空気の拡散性及び熟思効率が低
下し、−万ｌＯ■を越えると微生物膜の有効表面積が不
十分に嫌ると共に濾過効果も乏しくなり、何れも本発明
の目的を達成で壷ない。また充填材は空気の拡散性を高
めると共にＩ＆層効率及び逆流効率を高番−４４める作
用があり、上 配置形粒子よりも十分に大会なものであればよく、粒径
を特定することは困難であるが、最も好ましい粒径は２
６〜３００．謳、特に好ましいのは６０〜３００■であ
り、鵡履柵１の大壷書や併用する固形粒子の粒径等を考
慮しつつ上記粒徴範麟のものから選択するのがよい、上
記固形粒子上充填材は均一に混合して充填することが不
可欠の要件てあり、混合が不十分であると空気及び原水
が充填材の片寄った部分に集中し、浄化効果が極端に低
下すると共に逆洗効率も低下する。また両者の混合比率
は特に限定されないが、充填材を見掛は容積て混合充填
層３の容積の５０〜１００−充填するのが好ましい。混
合充填層３の空隙率は両者の配合比率によって変わるが
、固形粒子（砂の場合）単独では５〇−程度、充填材単
独では７０〜９５−程度であるから、空気の拡散性、生
物学的処理効果、ＦｉＩＡ効果等を考直しつつ、上記単
独のものの空隙率の間の値に設定される。実際の充填に
轟っでは一度に均一な混合充填層３を形成することは困
難であるので、ある程度し舎つめた充填材の上にｗＡ形
粒子を装入して水又は空気等で充填材の隙間に固形粒子
を均一に充填し、この操作を繰り返し行なって一定厚さ
の混合充填層３を形成するのがよい。

上記固形粒子としては、砂、アンスラサイト、高炉スラ
グ、プラスチック製粒子等従来から知られたすべての充
填材料を使用することができ、その形状も球形に限定さ
れる訳ではなく、ベレット状、短柱状、破砕のままの異
形状等すべてを使用できる。また充填材も、気ａｍ触装
置等に利用されるラシヒリング、レッシング状充填物等
の種々のタイプの充填物、パイプ、球体、不定形砂利、
種々の格子状挿入物等がすべて使用で会る。

更に本発明では上記混合充填層３の上に形成される空間
に、前記した様な充填材を単独で充填して予備ＩＩ＆理
用充用充填層を形成する。ここに充填される充填材は前
記混合充填層て使用した充填材と同Ｓｔの比験的粗大な
ものとし、その充填高さは、前記空間の逆洗時に詔ける
水位近傍までとする。

更に、この予備処理用充填層１６の上部には、該充填層
１６に１偏なく廃水を散布し得る様に散水ノズル６Ｉを
設けると共に、逆洗水排出管１１を接続する。

この装置を用いて廃水熟思を行なうには、廃水を散水ノ
ズル６′から処１１＠１内へ供給しつつ、空気配管７か
ら淵部１４及び集水・空気導入装置５を経て槽内へ空気
を導入するが、廃水の流入速度はその水面Ｉが予ｆｉ層
用兇填層１６の間にくる様に調整する。その結果、水面
！よりも上方部の充填層１６ｍでは散水−床法の原理で
、また水面！よりも上方部の充填層１６ｂでは浸漬Ｆ床
法の原理で、夫々廃水中のＲＯＤ成分及び窒素成分の一
部が除去された後混合充填層３に至る。モして誼充填層
３では残りのＢＯＤ成分が分解除去され、アンモニア性
窒素及び有機性窒素はＮｏ、−Ｎ　　まで酸化される。

また廃水中ｋｔまれるＳＳ成分及び固形粒子表面で増殖
し制御した微生物層も、混合充填層３０濾過作用によっ
て除去される。鋏充填層３及び支持層４を通過し浄化さ
れた処理水は、集水・空気導入装置６で集水され、排出
口１５、バルブ１２を経て処理水貯槽２に貯留された後
、該貯槽２からオーバーフローした処理水は配管９から
順次系外へ排出される。

上記のＩ＆垣を継続するとＳＳ成分等が充填層３内に補
促されて損失水頭が増大し、水位が徐々に上昇すると共
に、浄化効率も低下してくる。従って水面が予備処理用
充填層１６の上端に達した時点で散水ノズル６′からの
給水を停止し逆流を行なう、逆洗は、バルブ１２を閉め
バルブ１３を開いて逆洗ポンプｌＯを作動させ、７６理
水を鵡塩槽ｌの下部に送入すると共に、逆洗用空気を配
管７から吹込み、逆洗排水を配管１１から排出すること
によって行なう。ξの逆洗によって混合充填層３及び予
１１Ｊ６理用充填層１５ＨＣ付着したＳＳ成分及び微生
物膜は除去され、各充填層３及び１６は尚初の浄化効果
を回復する。また逆流終了後通水を再開したと会は、損
失水頭が減少しているので水位は逆流前よりも降下し、
通水開始時と同Ｓ＊の水面高さとなる。従って所定時間
毎に通水と逆流を繰り返すことによって廃水を連続的に
処理することができる。殊に本発明では混合充填層３の
上部に予備処理用充填層１６を設けて廃水中の３ｓ成分
等の一部を除去し、混合充填層３にかかる負荷を低減し
ているから、混合充填層３に珈ける生物学的浄化効果が
最大−有効に発揮されると共に、ＳＳ成分等の目詰りも
抑制されるから逆洗頻度も少なくする仁とかで音処理効
率も向上する。更（予備処理用充填層１６は、−合充填
層３の上部に必須的に設けられる空間を利用しこの部分
に充填して形成するものであるから、処理機ｌ自体が大
部化する恐れもない。

尚第３図に示した支持層４は、混合充填層３内に充填さ
れている固形粒子が集水・空気導入装置方向へ漏れ出さ
ない様にする為のもので、通常の砂濾過池等に使用され
る砂利等を用いればよい。

また集水・空気導入装置５としては、神韻ファウドラー
■）の開発したＡ／Ｗ式レオレオボルドブロックタイプ
のを使用しており、これは処理槽の下面全域から空気を
送給し得る点で最も有効であるが、勿論これに限定され
る訳ではなく、有効ブロック式、多孔板式、ボイラ一式
、Ｔｆｆｉブロツブ０フストレーナ式等の集水装置を使
用することもで会、また支持層等に別途空気吹込み管を
設け、集水装置とは別の位置から曝気用空気を送給する
ことも可能である。

次に実施例を挙げて本発明の効果を明確にする。

実施例１ 実験用として直径２００ｍ、高さ３５００■の鵡鳳塔を
使用し、下部に集水・空気導入装置を配置し、その上に
粒径２〜２０■φの砂利を充填して支持層とした。この
上部に、固形粒子として粒径０．４〜３■φの砂、充填
材として２５■φのレッシング充填物を夫々使用し、誼
充填物を見掛は容積で１００チ充填してその隙間に固形
粒子を充填した（レッシング状充填物を４０１充填した
後隙間を固形粒子で纏める）。該混合充填層の高さは１
３００ｍｍとなった。この混合充填層の上４Ｃ。

上記レッシング状充填物（４０１）のみを装入して予備
４６１１月充填層（高さ１３００ｍ）を形成した。

との慇理塔を使用し、ＢＯＤ成分１２４〜１６９ｗ９／
ｌと５Ｓ成分８２〜１０７’ｆ／Ｉを含む下水１次処理
水を、下肥の条件で処理した。

処理水量：２．７２７日 ｔＶ　　　　　　：　　　　８６ｍ／日ＳＶ（混合充填
層）：　　２．８　１／日ＢＯＤ負荷（混合充填層Ｊ：
８．２〜１１．２空気量：　　３．４　Ｎｄ１日 空気量／処理水量二１．３ 処理水温二　１５〜１９”Ｃ 尚比較の為、予備処理用充填層を省略した他は上記を同
様にして浄化試験を行なった。

結果を３８１表に一括して示す。

ｊｌｌＪ！！ 第１表からも明らかな様に、比較法でも原水中のＢＯＤ
成分及びＳＳ成分を大幅に低減できるが、本発明であれ
ばＲＯＤ官有亭を更に低くすることがで會、処理水のＢ
ＯＤ含有率は常に１５Ｉｖ、＃゛−−以下い値が得られ
る。尚本１１！施例ではＢＯＬ）負荷を＆２〜１１２　
Ｑ／ｓ”・日とした場合のデータであるが、比較法で本
発明法と同ｌｉ度の処理水１００値を得ようとすると、
ＩａＯＤ負荷を７．５？／−・日以下にしなければなら
ないことが確認された。

【図面の簡単な説明】

第１，２図は先願発明に係る処膳装置を示す概略断面説
明図及び一部値断見取り図、第３図６１本発明の実施例
を示す概略断面説明図である。 １・・・処理槽　　　　　２・・・処膳水貯槽３−・混
合充填層　　　４−・支持層 ６・・・集水・空気導入＊＊ ６・・遣水導入管　　　７・・・空気配管１６・・・予
備Ｉ＆環用充填層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）処理槽の上部に廃水導入部、下部に処理水排出部
   を設けてなる廃水の生物学的処理装置であって、兜珊権
   内１には上部から願に充填材層、充填材と固形粒子との
   混合充填層及び支持層を形成すると共に、骸支持層の下
   側には処理水集水装置及び空気導入装置を設けてなり、
   前記固形粒子として粒径が０．２〜ｌＯ繻のものを、又
   上記充填材として＃固形粒子よりも十分に大きな粒径の
   ものを夫々使用したことを特徴とする廃水の好気性生物
   学的ｌ＆思装置。